¿Qué dirá la "goma de mascar" de 5700 años de la persona que la masticó?

En las series y películas de detectives, donde los científicos forenses juegan el papel principal en el motor de la trama, a menudo se puede ver cómo una persona que dejó estos rastros fue identificada con éxito por una colilla de cigarrillo o un chicle pegado a una mesa. En la vida real, también puedes aprender mucho sobre la goma de mascar de la boca de una persona. Hoy consideraremos un estudio en el que científicos de la Universidad de Copenhague descubrieron durante las excavaciones "chicle", cuya edad es de aproximadamente 5700 años. ¿Qué información sobre una persona podrían obtener los científicos de su hallazgo, sobre quién podría decir el antiguo chicle, y cómo puede este estudio afectar la lucha contra diversas enfermedades en el futuro? Las respuestas a estas preguntas nos esperan en el informe de los científicos. Vamos

Base de estudio

El protagonista de este estudio es el alquitrán de abedul o el alquitrán de abedul. Esta sustancia de color negro parduzco se obtiene cocinando la capa superior de corteza de abedul (corteza de abedul) en un recipiente cerrado. En tales condiciones, el calentamiento se produce sin acceso de oxígeno, es decir. destilación en seco En el proceso de calentamiento, la corteza se convierte en alquitrán.



En la antigüedad, este proceso se realizaba en contenedores de arcilla en la hoguera. El alquitrán se usaba en esos días, generalmente para procesar productos de piedra como un pegamento universal. Los primeros hallazgos arqueológicos de alquitrán utilizados por el hombre se remontan al período paleolítico.

Es lógico que el alquitrán se haya utilizado en la "industria", por así decirlo. Sin embargo, los arqueólogos han encontrado muchas piezas de resina de abedul para encontrar marcas de dientes. ¿Por qué nuestros antepasados ​​masticaron alquitrán? Hay varias teorías para explicar esto. En primer lugar, el alquitrán se endurece rápidamente al enfriarse; por lo tanto, su masticación podría estar relacionada con el deseo de calentarlo y hacerlo más suave para el trabajo. Existe la teoría de que el alquitrán fue masticado para reducir el dolor causado por enfermedades de la cavidad oral, ya que el alquitrán se considera un antiséptico, aunque muy débil. Además, algunos investigadores creen que estos fueron los inicios de la higiene dental y que el alquitrán actuaba como un antiguo cepillo de dientes. Y la teoría más divertida, pero no sin sentido, es el placer. La gente antigua podía masticar resina así como así, es decir. Sin ninguna buena razón.


Fabricación de resina de abedul en la práctica.

Hay muchas especulaciones sobre el tema de masticar resina por personas antiguas, pero nadie ha llevado a cabo estudios que den resultados concretos. Por lo tanto, los científicos de la Universidad de Copenhague decidieron analizar una pieza de resina masticada encontrada durante las excavaciones en el sur de Dinamarca ( 1a ). El estudio de la muestra mostró que contiene no solo ADN humano, sino también ADN microbiano, que puede proporcionar más información sobre el microbioma de la cavidad oral. También se encontró ADN de plantas, que aparentemente fue consumido por un hombre antiguo antes de masticar la resina.

El ADN está tan bien conservado que los científicos se alegran de que hayan logrado aislar el genoma humano completo. Este hecho aparentemente insignificante es en realidad un gran avance en arqueología y genética. El hecho es que el genoma completo de una persona antigua podía obtenerse previamente exclusivamente de sus restos (generalmente huesos).

Resultados de la investigación

Habiendo recibido "evidencia material", los arqueólogos comenzaron su análisis por fases para obtener la información más completa sobre nuestro "sospechoso", que masticaba resina de abedul.


Imagen No. 1

La datación por radiocarbono, que se realiza cambiando el contenido del isótopo radiactivo 14C en la muestra en relación con los isótopos de carbono estables, reveló que la edad del chicle es de 5858 a 5661 años ( 1b ). Esto sugiere que la muestra pertenece al período neolítico temprano. Este período también se llama la "nueva edad de piedra", ya que los productos de piedra se volvieron más complejos, y apareció la tecnología de molienda y perforación de agujeros.

El análisis químico utilizando espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier (FTIR) dio un espectro muy similar a la resina de abedul moderna. GC / MS (cromatografía de gases / espectrometría de masas) reveló la presencia de betulina y triterpenos de luteol, que es bastante común en las muestras tomadas de abedul ( 1c ). Una confirmación adicional de que la muestra es de abedul, fueron trazas de ácidos dicarboxílicos y ácidos grasos saturados detectados por el mismo GC / MS.

Por lo tanto, los científicos han descubierto que la muestra es una resina de abedul de 5858 a 5661 años (neolítico temprano).

En la siguiente etapa, se realizó la secuenciación de ADN, durante la cual se generaron aproximadamente 360 ​​millones de secuencias de bases de ADN emparejadas, casi un tercio de las cuales se pueden comparar sin ambigüedades con el genoma humano de referencia (hg19).

Las secuencias de bases emparejadas de ADN humano mostraron todos los signos inherentes al ADN de las personas antiguas: fragmentos de fragmentos promedio bastante cortos, la presencia frecuente de purinas * antes de la ruptura de los hilos y una mayor frecuencia de reemplazos visibles de citosina * (C) con timina * (T) en los extremos 5 'de los fragmentos de ADN .

Purin * (C ₅ N ₄ H ₄ ) es el representante más simple de imidazo [4,5-d] pirimidinas.

La citosina * (C ₄ H ₅ N ₃ O) es un compuesto orgánico, una base nitrogenada, un derivado de pirimidina.

La timina * (C ₅ H ₆ N ₂ O ₂ ) es un derivado de pirimidina, una de las cinco bases nitrogenadas.

También se generaron aproximadamente 7,3 GB de datos con respecto a secuencias que no son humanas.

La muestra contenía aproximadamente el 30% de ADN humano endógeno. Esto es comparable a los dientes y huesos bien conservados de los pueblos antiguos.

Sobre la base de la relación entre las secuencias de bases emparejadas correspondientes a los cromosomas X e Y, los científicos pudieron determinar el género de un antiguo amante de la goma de mascar: la hembra.

Para predecir el color del cabello, los ojos y la piel, se obtuvieron genotipos para cuarenta y un SNP * , que se incluyen en el sistema HIrisPlex-S .

SNP * (polimorfismo de un solo nucleótido): diferencias en una secuencia de ADN de un solo nucleótido en el genoma de representantes de la misma especie o entre regiones homólogas de cromosomas homólogos.

Este análisis mostró que la mujer era negra con cabello castaño oscuro y ojos azules.


Imagen No. 2

Los científicos encontraron 593.102 SNP en el genoma estudiado, que fueron genotipados previamente en una base de datos de> 1000 personas modernas y> 100 genomas antiguos publicados anteriormente.

La Figura 2a muestra los resultados del método del componente principal. Este método para reducir la dimensionalidad de los datos permitió determinar que la mujer antigua cuyo genoma está siendo estudiado es muy probablemente una cazadora-recolectora occidental ( WHG ). Una comparación de los alelos * de la gente moderna y la mujer antigua confirmó su pertenencia al grupo establecido ( 2b ).

Los alelos * son especies diferentes del mismo gen ubicadas en las mismas regiones de cromosomas homólogos. Los alelos determinan la dirección del desarrollo de un rasgo particular.

Estos resultados también se confirman mediante análisis qpAdm. Este análisis muestra que es imposible descartar un modelo lineal simple que asume el origen al 100% de una mujer antigua del grupo WHG por el bien de un modelo más complejo ( 2c ).

Para caracterizar ampliamente la composición taxonómica de secuencias no humanas en la muestra, se usó MetaPhlan2, una herramienta especialmente desarrollada para el perfil taxonómico de secuencias cortas obtenidas por el método de escopeta * .

Método de escopeta * : un método para secuenciar secciones largas de ADN, al obtener una muestra masiva aleatoria de fragmentos de ADN clonados le permite restaurar la secuencia de ADN original.

Imagen No. 3

Origami 3a muestra los resultados del método de componentes principales, en el que la composición microbiana de la muestra en estudio se comparó con 689 perfiles de microbiomas del Proyecto de Microbioma Humano (HMP). Se detectó agrupamiento entre los datos de la muestra y los datos de HMP, es decir, fueron muy similares en muchos aspectos. Esto también se ve en 3b , donde la composición microbiana de la resina se muestra en comparación con la imagen similar de las dos imágenes del suelo (la cerca se tomó en un lugar) y en comparación con la composición microbiana del hombre moderno.

Un análisis más detallado de la composición microbiana mostró la presencia de bacterias Neisseria subflava y Rothia mucilaginosa , así como Porphyromonas gingivalis , Tannerella forsythia y Treponema denticola . Además, se detectaron rastros del virus de Epstein-Barr.

También se han identificado varias especies de estreptococos que pertenecen al grupo Mitis , incluidos Streptococcus viridans y Streptococcus pneumoniae .


Tabla 1: Una lista de todos los taxones no humanos encontrados en una muestra de resina de abedul.

El genoma consenso se reconstruyó a partir de las secuencias de bases emparejadas de S. pneumoniae y se estimó el número de sitios heterocigotos. Los resultados mostraron la presencia de varias cepas (imagen nº 4).


Imagen No. 4

Para evaluar la virulencia de las cepas de S. pneumoniae extraídas de una resina antigua, los científicos compararon los contigs (un conjunto de segmentos de ADN superpuestos) con una base de datos completa del factor de virulencia, que permite la identificación de genes de virulencia conocidos * S. pneumoniae .

Virulencia * : el grado de capacidad de una cepa para infectar un organismo estudiado.

Se identificaron 26 factores de virulencia de S. pneumoniae en una muestra antigua, incluidos los polisacáridos capsulares (CPS), la enolasa estreptocócica (Eno) y el antígeno de superficie neumocócico A (PsaA).

El análisis de una muestra de resina antigua también mostró la presencia de trazas de dos especies de plantas en él: abedul (Betula pendula) y avellana (Corylus avellana). Además, se encontraron alrededor de 50,000 secuencias que pertenecían al ánade real (Anas platyrhynchos, especie de pato).

Para conocer más detalladamente los matices del estudio, le recomiendo que examine el informe de los científicos y los materiales adicionales .

Epílogo

Este estudio se puede llamar con razón único, dada la cantidad de información recibida. Anteriormente, el genoma completo de un hombre antiguo podía restaurarse exclusivamente de sus restos (huesos y dientes), sin embargo, en este trabajo, los científicos lograron obtenerlo de la resina de abedul masticada.

Descubrieron que una mujer de piel oscura, cabello castaño oscuro y ojos azules masticaba una antigua goma de mascar de 5700 años. Esta descripción de la apariencia confirma una vez más que la pigmentación de la piel más clara entre los residentes de la parte occidental de Eurasia comenzó a aparecer más tarde. Además, tales características externas son comparables a las de los representantes de los cazadores-recolectores occidentales, que, presumiblemente, fue la mujer cuyo genoma se obtuvo de la muestra.

Una ventaja de estudiar la resina masticada es que proporciona información sobre la composición microbiana de la cavidad oral de una persona antigua. Este análisis mostró la presencia de varios tipos de bacterias ( Neisseria subflava , Rothia mucilaginosa , Porphyromonas gingivalis , Tannerella forsythia y Treponema denticola ). Además, se encontraron rastros del virus de Epstein-Barr, lo cual no es sorprendente, dada la alta prevalencia de este virus entre las personas modernas (90-95% de la población adulta son portadores del mismo).

También se han encontrado varias especies de estreptococos del grupo Mitis , incluidos Streptococcus viridans y Streptococcus pneumoniae .

Con respecto a las preferencias gastronómicas de la mujer antigua, se encontraron rastros de abedul, avellana y patos de las especies de ánades reales al evaluar secuencias de ADN no humanas que tampoco pertenecían a virus o bacterias. Se puede suponer que estas plantas y animales fueron la base de la comida de los pueblos antiguos de ese período. Sin embargo, existe una alta probabilidad de que el ADN de estas plantas y animales ingrese a la resina, ya que una mujer antigua los consumió poco antes de masticar la resina. En otras palabras, este podría ser un caso aislado.

¿Por qué la resina es una excelente fuente de ADN humano antiguo? La cuestión es que durante la masticación, el ADN se "sella" con la resina y se almacena en él, debido a sus propiedades asépticas e hidrófobas.

En el futuro, los científicos planean analizar otras muestras encontradas, lo que ayudará a comprender mejor la vida de las personas antiguas. Además, la composición microbiana de muestras antiguas nos permite comprender la evolución de los microbios orales específicos y algunos microorganismos patógenos.

Sea como fuere, reunir tanta información sobre una persona de una pieza de resina masticada que escupió hace 5.700 años es un logro increíble. Para algunos, la información del pasado, especialmente hasta ahora, no es importante. Sin embargo, de hecho, cuanto más sabemos sobre nuestros antepasados, más nos entendemos a nosotros mismos como reales.



Gracias por su atención, tengan curiosidad y tengan un gran fin de semana a todos, muchachos. :)

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